کشف ساختار عظیم زیر کف دریا: بازنویسی تاریخ زمین؟

1

اخیراً کشف مرموزی توسط دانشمندان یکی از لایه‌های زیر سطح زمین را کنار زده و داستانی از دوره‌ای که دایناسورها بر جهان ما حکمرانی می‌کردند را فاش کرده است: شواهدی از یک کف دریا که در اعماق زمین فرو رفته است.

این کشف، جامعه علمی را به هیجان آورده و نگاه جدیدی به درک ما از عملکردهای درونی سیاره‌مان داده است.

رهبری این تحقیقات بر عهده “جینگچوان وانگ”، پژوهشگر پسا‌دکتری از دانشگاه مریلند است. وانگ تمام دوران حرفه‌ای خود را به رمزگشایی از اسرار زیر پای ما اختصاص داده و کار اخیر او، لرزه‌هایی در جامعه علمی ایجاد کرده است.

سفر به درون گوشته زمین

وانگ و تیمش با استفاده از فناوری‌های پیشرفته تصویربرداری لرزه‌ای، به یک سفر مجازی هیجان‌انگیز به عمق زمین پرداختند — سفری بین 410-255 مایلی زیر سطح ما.

این منطقه جذاب، که به منطقه گذار گوشته معروف است، نقش اساسی در رفتار زمین‌دینامیکی سیاره دارد و بر همه چیز از فعالیت‌های آتشفشانی گرفته تا حرکات تکتونیکی تأثیر می‌گذارد.

با وجود اهمیتش، این لایه مرموز همچنان پوشیده از اسرار است و حاوی اطلاعات زیادی در مورد ترکیب و فرآیندهای زمین است که دانشمندان هنوز نتوانسته‌اند آنها را کشف کنند.

با کاوش در این قلمرو ناشناخته، تیم تلاش داشت تا به درک جدیدی از چگونگی عملکرد زمین در زیر سطح برسد.

صفحه نازکا و پشته شرق اقیانوس آرام

تمرکز تیم وانگ بر روی پشته شرق اقیانوس آرام، یک رشته‌کوه میانی در اقیانوس آرام بود، جایی که صفحات تکتونیکی از هم دور می‌شوند.

دانشمندان مدت‌هاست که این منطقه را به دلیل فعالیت‌های آتشفشانی و نقشش در گسترش کف دریا مطالعه کرده‌اند، اما چه کسی می‌توانست پیش‌بینی کند که بقایای یک کف دریای باستانی در اعماق زمین مدفون شده است؟

در تحقیقاتشان، تیم یک قسمت ضخیم‌تر در منطقه گذار گوشته کشف کرد که با مدل‌های فعلی ناسازگار بود.

وانگ توضیح داد: “این منطقه ضخیم مانند یک اثر انگشت فسیل‌شده از یک کف دریای باستانی است که تقریباً 250 میلیون سال پیش به داخل زمین فرو رفته است. این به ما نگاهی به گذشته زمین می‌دهد که هرگز نداشته‌ایم.”

تصور کنید، نگاهی به دنیای گمشده دایناسورها از یک کپسول زمانی که در اعماق گوشته سیاره‌مان مدفون شده است.

تکتونیک صفحه‌ای و کف دریای باستانی

این کشف جدید واقعاً آنچه را که ما درباره تکتونیک صفحه‌ای می‌دانیم به چالش کشیده و ایده‌های معمول درباره چگونگی حرکت و تعامل صفحات تکتونیکی با گوشته زمین را به لرزه درآورده است.

معمولاً فرورانش صفحه — فرآیندی که طی آن یک صفحه تکتونیکی زیر صفحه دیگری می‌لغزد — نقش کلیدی در بازیافت مواد زمین‌شناسی به هسته زمین دارد و همچنین بر فعالیت‌های آتشفشانی در سطح تأثیر می‌گذارد.

این فرآیند برای شکل‌گیری زمین‌شناسی سیاره‌مان ضروری بوده و بر فعالیت‌های لرزه‌ای و فوران‌های آتشفشانی تأثیرگذار است.

با این حال، تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که کف دریای باستانی در میانه این سفر فرورانش گیر کرده است، و سؤالات جالبی را در مورد چگونگی عملکرد حرکات تکتونیکی و اثرات طولانی‌مدت آن بر تعاملات پوسته و گوشته زمین مطرح می‌کند.

تحقیقات وانگ نشان می‌دهد که حرکت در منطقه گذار گوشته ممکن است خیلی کندتر از آنچه قبلاً تصور می‌کردیم باشد.

وانگ ادامه داد: “ما دریافتیم که در این منطقه، مواد با سرعتی حدود نصف سرعتی که انتظار داشتیم فرو می‌روند. کشف ما سؤالات جدیدی را درباره چگونگی تأثیرگذاری عمق زمین بر آنچه که روی سطح می‌بینیم، در بازه‌های زمانی و فاصله‌های وسیع، باز می‌کند.”

این کشف پیامدهای گسترده‌ای از فعالیت‌های آتشفشانی گرفته تا جابجایی قاره‌ها در طول میلیون‌ها سال دارد.

تأثیر کف دریای باستانی بر چرخه کربن زمین

شاید بپرسید چرا این موضوع مهم است؟ فرورانش صفحات اقیانوسی نقش عظیمی در چرخه کربن زمین دارد.

هنگامی که این صفحات فرو می‌روند، مواد سطحی از جمله کربن را به اعماق گوشته منتقل می‌کنند. این فرآیند می‌تواند بر ذخیره و آزادسازی کربن در بازه‌های زمانی طولانی تأثیر بگذارد و به فعالیت‌های آتشفشانی و حتی آب‌وهوای سیاره ما مرتبط باشد.

این درک جدید که برخی صفحات ممکن است در نیمه راه گیر کنند، توجهات را به سؤالاتی در مورد چرخه کربن و الگوهای آب‌وهوایی در مقیاس‌های زمین‌شناسی جلب می‌کند.

آینده‌ای در نقشه‌برداری از گذشته

پس مقصد بعدی وانگ و تیمش کجاست؟ آنها قصد دارند تحقیقات خود را در سراسر اقیانوس آرام و فراتر از آن گسترش دهند، با هدف نقشه‌برداری از مناطق فرورانش باستانی و درک چگونگی تأثیرگذاری این ویژگی‌های پنهان بر سطح زمین و ساختارهای داخلی عمیق آن.

با جمع‌آوری داده‌های لرزه‌ای بیشتر، آنها امیدوارند نقشه‌ای جامع از این تشکیلات ایجاد کنند. این امر می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا درک بهتری از نحوه شکل‌گیری زمین توسط تکتونیک‌ها داشته باشند و احتمالاً سیستم‌های هشدار زودهنگام برای زلزله‌ها و فعالیت‌های آتشفشانی را بهبود بخشد.

پیامدهای این تحقیق به زمین محدود نمی‌شود. تکنیک‌ها و بینش‌های به دست آمده از این مطالعه می‌تواند به اجسام فرازمینی دیگر مانند مریخ و زهره نیز اعمال شود.

وانگ با اطمینان اظهار داشت: “ما معتقدیم که ساختارهای باستانی بیشتری در عمق زمین منتظر کشف هستند. هر کدام از آنها می‌توانند دیدگاه‌های جدید بسیاری در مورد گذشته پیچیده سیاره ما آشکار کنند و حتی منجر به درک بهتری از سیارات دیگر فراتر از زمین شوند.”

منتظر باشید… این حوزه تحقیقاتی چیزهای بیشتری برای ارائه دارد.

این مطالعه در مجله Science Advances منتشر شده است.